전 과정 평가: 환경 영향 분석을 위한 포괄적인 가이드

점점 더 상호 연결되고 환경 의식이 높아지는 세상에서 제품 및 서비스의 환경 영향을 이해하는 것은 매우 중요합니다. 전 과정 평가(LCA)는 원자재 추출부터 제조, 사용 및 궁극적인 폐기물 관리에 이르기까지 전체 수명 주기 동안 이러한 영향을 체계적으로 평가하기 위한 강력한 방법론을 제공합니다. 이 가이드는 환경 성과를 개선하려는 조직을 위해 LCA, 그 원리, 적용 및 이점에 대한 포괄적인 개요를 제공합니다.

전 과정 평가(LCA)란 무엇입니까?

전 과정 평가(LCA)는 제품, 프로세스 또는 서비스의 수명 주기의 모든 단계와 관련된 환경 영향을 평가하기 위한 ISO 14040 및 ISO 14044 표준에 의해 주로 정의된 표준화된 방법론입니다. 종종 "요람에서 무덤까지" 분석으로 묘사되는 LCA는 다음과 같은 광범위한 환경 지표를 고려합니다.

지구 온난화 잠재력(GWP): kg CO2e로 측정되는 기후 변화에 대한 기여도.
오존층 파괴 잠재력(ODP): 오존층에 미치는 영향.
산성화 잠재력(AP): 산성비에 기여할 가능성.
부영양화 잠재력(EP): 수역에서 과도한 영양소 농축을 유발할 가능성.
자원 고갈: 화석 연료 및 광물과 같은 유한 자원의 소비.
물 사용량: 소비된 물의 양과 물 부족에 미치는 잠재적 영향.
대기 오염: 대기 질에 영향을 미치는 오염 물질 배출.
토지 이용: 토지 자원 및 생물 다양성에 미치는 영향.

이러한 환경 영향을 포괄적으로 분석함으로써 LCA는 전체 가치 사슬에서 개선할 수 있는 핫스팟과 기회를 식별하는 데 도움이 됩니다.

LCA의 4가지 단계

ISO 14040 및 ISO 14044 표준은 LCA 수행 시 4가지 주요 단계를 설명합니다.

1. 목표 및 범위 정의

이 초기 단계는 전체 LCA의 기반을 설정합니다. 다음을 명확하게 정의하는 작업이 포함됩니다.

연구 목표: LCA를 통해 어떤 질문에 답하려는 것인가? (예: 두 제품 디자인의 환경 영향 비교, 생산 공정의 핫스팟 식별 등)
연구 범위: 어떤 수명 주기 단계를 포함할 것인가? 어떤 기능 단위를 사용할 것인가? 시스템 경계는 무엇인가?
기능 단위: 참조 단위로 사용하기 위한 제품 시스템의 정량화된 성능. (예: 포장 커피 1kg, 운송 서비스 1km 등)
시스템 경계: 연구에 포함하고 제외할 프로세스를 정의합니다. 여기에는 요람에서 게이트까지, 요람에서 무덤까지, 게이트에서 게이트까지 범위를 정의하는 것이 포함됩니다.

예시: 한 회사가 기존 플라스틱 포장재와 새로운 바이오 기반 대안의 환경 영향을 비교하려고 합니다. 목표는 어떤 포장 옵션이 더 낮은 환경 발자국을 갖는지 결정하는 것입니다. 범위에는 원자재 추출부터 폐기까지 모든 단계가 포함됩니다. 기능 단위는 "제품 1kg 포장"이 됩니다. 시스템 경계는 요람에서 무덤까지가 됩니다.

2. 인벤토리 분석

이 단계에는 정의된 시스템 경계 내에서 제품 시스템과 관련된 모든 투입물 및 산출물에 대한 데이터를 수집하는 작업이 포함됩니다. 여기에는 다음 데이터가 포함됩니다.

원자재: 사용된 재료의 유형 및 양.
에너지 소비: 전기, 연료 및 기타 에너지원.
물 소비: 다양한 공정에서 사용된 물.
대기 배출: 온실 가스, 오염 물질 및 기타 배출물.
수질 배출: 수역으로 배출되는 오염 물질.
고형 폐기물: 생산, 사용 및 폐기 중에 발생하는 폐기물.

데이터 수집은 시간이 많이 소요되는 프로세스일 수 있으며, 종종 공급업체, 제조업체 및 기타 이해 관계자와의 협업이 필요합니다. 기존 데이터베이스(예: Ecoinvent, GaBi)를 사용하면 프로세스를 간소화하는 데 도움이 될 수 있습니다. 분석 중인 특정 제품 시스템을 대표하는 데이터를 확보하는 것이 중요합니다.

예시: 포장 LCA의 경우 사용된 플라스틱/바이오 플라스틱의 양, 포장 제조에 소비된 에너지, 공정에 사용된 물, 운송 거리 및 최종 사용 시나리오(재활용, 매립, 퇴비화)에 대한 데이터가 수집됩니다.

3. 영향 평가

이 단계에서는 인벤토리 데이터를 특성 계수를 사용하여 환경 영향으로 변환합니다. 각 투입물과 산출물에는 특정 환경 영향 범주(예: 지구 온난화 잠재력, 산성화 잠재력)에 대한 기여도를 나타내는 값이 할당됩니다. 일반적인 영향 평가 방법에는 다음이 포함됩니다.

CML: 널리 사용되는 유럽 방법.
ReCiPe: 중점 및 종점 지표를 결합한 또 다른 인기 있는 방법.
TRACI: 미국 환경 보호국(EPA)에서 개발.

영향 평가 단계는 제품 시스템과 관련된 환경 부하에 대한 정량적 평가를 제공합니다. 결과는 일반적으로 각 수명 주기 단계가 다양한 영향 범주에 기여하는 정도를 보여주는 프로필로 표시됩니다. 예를 들어, 이 단계에는 포장재의 수명 주기에 관련된 각 재료의 지구 온난화 잠재력을 정량화하는 작업이 포함됩니다.

4. 해석

마지막 단계에는 영향 평가 결과를 분석하여 결론을 도출하고 권장 사항을 제시하는 작업이 포함됩니다. 여기에는 다음이 포함됩니다.

중요한 환경 영향(핫스팟) 식별.
데이터의 완전성, 민감도 및 일관성 평가.
결론을 도출하고 개선을 위한 권장 사항을 제시.
이해 관계자에게 결과 보고.

해석 단계는 LCA 결과를 의사 결정에 정보를 제공하고 환경 개선을 추진할 수 있는 실행 가능한 통찰력으로 변환하는 데 중요합니다. 포장 예시의 경우 해석을 통해 바이오 기반 포장이 지구 온난화 잠재력은 낮지만 바이오매스 재배에 사용된 비료로 인해 부영양화 잠재력이 더 높다는 것을 알 수 있습니다.

LCA 연구 유형

LCA는 범위와 목적에 따라 분류할 수 있습니다.

귀속적 LCA: 특정 제품 또는 서비스 생산과 관련된 환경 부하를 설명합니다. 모든 투입물과 산출물의 포괄적인 회계를 제공하는 것을 목표로 합니다.
결과적 LCA: 제품 시스템의 결정 또는 변화로 인한 환경적 결과를 평가합니다. 경제 및 환경의 다른 부분에 미치는 잠재적 영향을 고려합니다.
간소화된 LCA: 가장 중요한 환경 영향에 초점을 맞춘 LCA의 단순화된 버전입니다. 스크리닝 목적으로 또는 개선할 수 있는 잠재적 영역을 신속하게 식별하는 데 자주 사용됩니다.

LCA의 적용

LCA는 다양한 산업 및 부문에 걸쳐 광범위하게 적용됩니다.

제품 설계 및 개발: 친환경 설계의 기회를 식별하고 제품의 환경 발자국을 줄입니다. 예: 자동차 제조업체가 LCA를 사용하여 다양한 엔진 기술(예: 가솔린, 전기, 하이브리드)의 환경 영향을 비교합니다.
공정 최적화: 에너지 소비, 물 사용 및 배출량을 줄이기 위해 제조 공정에서 개선할 수 있는 영역을 식별합니다. 예: 섬유 공장에서 LCA를 사용하여 다양한 염색 공정의 환경 영향을 분석하고 보다 지속 가능한 대안을 식별합니다.
정책 개발: 환경 규제, 폐기물 관리 및 자원 효율성과 관련된 정책 결정에 정보를 제공합니다. 예: 정부에서 LCA를 사용하여 다양한 폐기물 관리 전략(예: 매립, 소각, 재활용)의 환경 영향을 평가합니다. 유럽 연합은 순환 경제 실행 계획에 정보를 제공하기 위해 LCA를 적극적으로 사용합니다.
공급망 관리: 공급업체의 환경 성과를 평가하고 환경 영향을 줄이기 위한 협력 기회를 식별합니다. 예: 다국적 기업이 LCA를 사용하여 공급업체의 환경 성과를 평가하고 보다 지속 가능한 관행을 채택하도록 장려합니다.
마케팅 및 커뮤니케이션: 제품 및 서비스의 환경 성과에 대한 신뢰할 수 있고 투명한 정보를 제공합니다. (그린워싱에 주의하고 주장이 확인되었는지 확인하십시오.) 예: 식품 회사가 LCA를 사용하여 지속 가능한 방식으로 조달한 제품의 환경적 이점에 대한 마케팅 주장을 뒷받침합니다.
탄소 발자국: 제품, 서비스 또는 조직과 관련된 온실 가스 배출량을 정량화합니다. (LCA의 하위 집합입니다). 예: 포도 재배부터 소비까지 와인 한 병의 탄소 발자국을 계산합니다.
물 발자국: 제품, 서비스 또는 조직의 수명 주기 전체에서 사용된 물의 양을 정량화합니다. (LCA의 또 다른 하위 집합). 예: 음료 회사가 병에 담긴 물 제품의 물 발자국을 측정하여 소싱, 병입 및 유통에 사용되는 물을 고려합니다.

LCA를 수행하면 얻을 수 있는 이점

LCA를 구현하면 조직에 여러 가지 이점이 있습니다.

환경 성과 개선: LCA는 전체 가치 사슬에서 환경 영향을 줄일 수 있는 기회를 식별하는 데 도움이 됩니다.
비용 절감: 자원 사용을 최적화하고 폐기물을 줄임으로써 LCA는 상당한 비용 절감으로 이어질 수 있습니다.
브랜드 평판 향상: 환경 지속 가능성에 대한 약속을 입증하면 브랜드 평판을 높이고 환경 의식이 있는 소비자를 유치할 수 있습니다.
규정 준수: LCA는 조직이 점점 더 엄격해지는 환경 규정을 준수하는 데 도움이 될 수 있습니다.
정보에 입각한 의사 결정: LCA는 제품 설계, 공정 최적화 및 공급망 관리에 대한 정보를 바탕으로 의사 결정을 내릴 수 있는 포괄적이고 객관적인 기반을 제공합니다.
경쟁 우위: 우수한 환경 성과를 입증함으로써 조직은 시장에서 경쟁 우위를 확보할 수 있습니다.
혁신: LCA는 친환경 설계 및 지속 가능한 기술을 위한 새로운 기회를 식별하여 혁신을 촉진할 수 있습니다.

LCA의 과제

다양한 이점에도 불구하고 LCA는 몇 가지 과제도 제시합니다.

데이터 가용성 및 품질: 정확하고 대표적인 데이터를 얻는 것은 특히 복잡한 공급망의 경우 어려울 수 있습니다.
복잡성: LCA는 복잡하고 시간이 많이 소요되는 프로세스일 수 있으며, 전문 지식과 소프트웨어 도구가 필요합니다.
주관성: 시스템 경계 정의 및 영향 평가 방법 선택과 같은 LCA의 일부 측면은 주관적인 선택을 포함할 수 있습니다.
비용: 포괄적인 LCA를 수행하는 것은 특히 중소기업(SME)의 경우 비용이 많이 들 수 있습니다.
결과 해석: LCA의 결과를 명확하고 이해하기 쉬운 방식으로 전달하는 것은 특히 비전문가에게 어려울 수 있습니다.

LCA를 위한 소프트웨어 및 데이터베이스

LCA 연구를 지원하기 위해 여러 소프트웨어 도구와 데이터베이스를 사용할 수 있습니다.

소프트웨어: GaBi, SimaPro, OpenLCA, Umberto.
데이터베이스: Ecoinvent, GaBi 데이터베이스, US LCI 데이터베이스, Agribalyse(농산물에 중점을 둔 프랑스 데이터베이스).

LCA를 기타 지속 가능성 도구와 통합

LCA는 다른 지속 가능성 도구와 효과적으로 통합하여 환경 성과에 대한 보다 전체적인 평가를 제공할 수 있습니다.

탄소 발자국: 앞서 언급했듯이 LCA는 방법론적 프레임워크를 제공하고 탄소 발자국은 유사한 데이터를 사용하지만 GHG 배출량에만 중점을 둡니다.
물 발자국: 탄소 발자국과 유사하게 물 발자국은 물 사용 영향에 특별히 초점을 맞추고 LCA 내에서 수집된 데이터로부터 이점을 얻을 수 있습니다.
물질 흐름 분석(MFA): MFA는 경제 또는 특정 시스템을 통해 물질의 흐름을 추적하여 LCA 인벤토리 분석에 대한 귀중한 데이터를 제공합니다.
사회적 수명 주기 평가(S-LCA): S-LCA는 수명 주기 전체에서 제품 또는 서비스의 사회적 영향을 평가하여 LCA에서 제공하는 환경 평가를 보완합니다.
환경 제품 선언(EPD): EPD는 LCA 결과를 기반으로 제품의 환경 성과에 대한 정보를 제공하는 표준화된 문서입니다.

국제 표준 및 지침

몇 가지 국제 표준 및 지침은 LCA 수행을 위한 프레임워크를 제공합니다.

ISO 14040:2006: 환경 관리 – 수명 주기 평가 – 원리 및 프레임워크.
ISO 14044:2006: 환경 관리 – 수명 주기 평가 – 요구 사항 및 지침.
PAS 2050: 상품 및 서비스의 수명 주기 온실 가스 배출량 평가에 대한 사양.
GHG 프로토콜 제품 표준: 제품과 관련된 온실 가스 배출량을 정량화하고 보고하기 위한 표준.

LCA의 미래

LCA는 미래에 지속 가능한 개발을 촉진하는 데 점점 더 중요한 역할을 할 것으로 예상됩니다. 주요 동향 및 개발 사항은 다음과 같습니다.

자동화 및 디지털화 증가: 보다 진보된 소프트웨어 도구 및 데이터베이스의 개발은 LCA를 더욱 접근 가능하고 효율적으로 만들 것입니다.
순환 경제 원칙과의 통합: LCA는 제품 재사용, 재활용 및 리제조와 같은 순환 경제 전략의 환경적 이점을 평가하는 데 사용됩니다.
범위 확장: LCA는 신기술 및 비즈니스 모델을 포함하여 더 광범위한 제품, 서비스 및 부문에 적용될 것입니다.
사회적 영향에 대한 더 큰 초점: 사회적 수명 주기 평가(S-LCA)의 통합은 지속 가능성 성과에 대한 보다 전체적인 평가를 제공할 것입니다.
정책 지원: 정부와 국제 기구는 점점 더 LCA를 사용하여 정책 결정에 정보를 제공하고 지속 가능한 소비 및 생산 패턴을 촉진할 것입니다.

결론

전 과정 평가는 제품 및 서비스의 환경 영향을 이해하고 줄이는 강력한 도구입니다. 전체 수명 주기 동안 환경 부하를 체계적으로 평가함으로써 LCA는 제품 설계 개선, 공정 최적화 및 지속 가능한 소비 촉진을 위한 귀중한 통찰력을 제공합니다. 과제에도 불구하고 LCA는 환경 성과를 개선하고, 규정을 준수하며, 시장에서 경쟁 우위를 확보하려는 조직에 상당한 이점을 제공합니다. 지속 가능성이 점점 더 중요해짐에 따라 LCA는 더욱 환경적으로 책임감 있는 미래를 형성하는 데 중요한 역할을 계속할 것입니다.

LCA 원칙과 관행을 수용함으로써 기업은 환경 보호에 대한 헌신을 보여주고 미래 세대를 위한 더 지속 가능한 세상에 기여할 수 있습니다. 주저하지 말고 LCA 전문가와 상담하거나 사용 가능한 소프트웨어를 활용하여 지속 가능성 여정을 시작하십시오.

자원

ISO 14040:2006: 환경 관리 – 수명 주기 평가 – 원리 및 프레임워크
ISO 14044:2006: 환경 관리 – 수명 주기 평가 – 요구 사항 및 지침
Ecoinvent 데이터베이스: https://www.ecoinvent.org/
US LCI 데이터베이스: https://www.nrel.gov/lci/